انتخاب الکتروموتور برای پمپ آب
انتخاب الکتروموتور برای پمپ آب از مهمترین نکات هنگام طراحی یک سیستم هیدرولیک است. در واقع از الکتروموتور می توان به عنوان یکی از اجزای اصلی و بسیار مهم سیستم هیدرولیک نام برد. باید در انتخاب الکتروموتور مناسب، توجه و دقت کافی در نظر گرفته شود، تا باعث کاهش راندمان سیستم طراحی شده و در نتیجه اتلاف انرژی و هزینه های جانبی نشود.
در اصل بدون الکتروموتور، پمپ قادر به حرکت دادن آب یا سایر مواد سیال نخواهد بود. اندازه موتور الکتریکی مهم است، زیرا قدرت و سرعت پمپ را تعیین می کند. در این مقاله، نحوه اندازه‌گیری موتور برای پمپ را مورد بحث قرار می‌دهیم و نکاتی را برای یافتن موتور مناسب برای کاربرد خود ارائه می‌کنیم.
نکاتی وجود دارند که با در نظر گرفتن آن‌ها در زمان انتخاب الکتروموتور برای پمپ آب، می‌توانید سیستمی بهینه با بازدهی بالا طراحی کنید. در ادامه به توضیح کوتاهی درباره الکتروموتور و پمپ هیدرولیک می‌پردازیم.
الکتروموتور چیست؟
همانطور که می‌دانیم، الکتروموتور یک دستگاه الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و باعث گردش چرخ صنعت می‌شود. در اصل اساس کار الکتروموتور بدین صورت است که، تبدیل انرژی در موتورهای الکتریکی، حاصل از فعل و انفعالاتی است که بین میدان مغناطیسی موتور و بخش سیم پیچی انجام می‌گیرد. این فعل و انفعالات باعث ایجاد نیروی گشتاوری شده که به قسمت شفت موتور الکتریکی اعمال می‌شود و باعث به حرکت درآمدن موتور الکتریکی می‌شود.
پمپ هیدرولیک چیست؟
پمپ هیدرولیک یا هیدرو‌پمپ، یک منبع قدرت مکانیکی است که انرژی مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی مانند جریان و یا فشار تبدیل می‌کند. در واقع پمپ‌ها باعث ایجاد جریان لازم برای به وجود آمدن فشار در سیستم می‌شوند. در اصل پمپ، دستگاهی است که یک جریان در سیال ایجاد می‌کند، و نه فشار. بنابراین وظیفه اصلی انواع پمپ‌ها از جمله پمپ هیدرولیکی، افزایش انرژی سیال، برای بالا بردن پتانسیل آن برای جاری شدن می‌باشد. پمپ هیدرولیکی دو عمل را انجام می‌دهد:
- فرآیند مکانیکی آن باعث ایجاد خلاء در قسمت ورودی پمپ شده که این خلاء، به فشار اتمسفر اجازه می‌دهد تا مایع را از مخزن وارد خط ورودی به پمپ کند.
- مایع وارد شده به ورودی پمپ را به خروجی پمپ رسانده و آن را به درون سیستم هیدرولیک هدایت می‌کند.
انتخاب الکتروموتور و پمپ مناسب
هنگام طراحی یک سیستم هیدرولیک، انتخاب الکتروموتور و پمپ مناسب برای بالا بردن کارکرد بهینه سیستم بسیار اهمیت دارد. و مهمترین نکته در زمان ساخت یک شبکه هیدرولیک با راندمان بالا، انتخاب محصولاتی است که با بازدهی عملکردی که می‌خواهید، همسو باشد. موتورها و پمپ‌ها هر دو اجزای اصلی در هر سیستم هیدرولیک هستند که بطور مکمل در کنار یکدیگر کار می‌کنند.
اهمیت الکتروموتور بیشتر است یا پمپ هیدرولیک؟
طراحی و عملکرد یک سیستم هیدرولیک، بستگی به انتخاب و خرید الکتروموتور مناسب دارد، بنابراین اولین قدم در این فرآیند، انتخاب الکتروموتور است. در واقع پیش از انتخاب پمپ برای هدایت سیال موجود درون سیستم به الکتروموتور، باید عملیات انتخاب موتور بر اساس نیازهای بار سیستم و نتیجه مورد انتظار انجام پذیرد.
نحوه انتخاب الکتروموتور
اما چگونه یک الکتروموتور مناسب انتخاب کنیم؟
موتور های الکتریکی مختلفی در بازار موجود هستند که دارای مشخصات فنی، ویژگی‌ها و عملکردهای متفاوتی هستند. نکاتی مهمی که در ادامه مطرح می‌شوند برای تهیه و انتخاب الکتروموتور مناسب باید در نظر گرفته شوند تا سیستم شما بیشترین میزان بازده و کمترین مقدار هزینه را شامل شود.
نکات مهم حین انتخاب الکتروموتور برای پمپ هیدرولیک
در ادامه پارامترهای مهم انتخاب موتور الکتریکی ذکر شده است. ویژگی های مطرح شده در هر الکتروموتور متفاوت است. بنابر این لازم است که در زمان انتخاب الکتروموتور، به تمامی این مشخصات توجه نموده و با انتخاب مناسب، راندمان سیستم هیدرولیک خود را بالا ببرید.
مشخصات فنی موتورهای الکتریکی که باید به آن‌ها توجه شود عبارتند از:
- گشتاور: این پارامتر، گشتاوری را که موتور می‌تواند ارائه دهد، تعریف می‌کند.
- فشار: فشاری است که در آن، سیال به موتور وارد می‌کند، که این پارامتر بر گشتاور و قدرت موتور تأثیر می‌گذارد.
- دما: محدوده دمای سیالی را که موتور می‌تواند اداره کند نشان می‌دهد. این پارامتر، معمولا به عنوان حداقل(Min) و حداکثر(Max) دما تعریف می‌شود.
- سرعت: سرعت چرخش موتور را بر حسب دور در دقیقه (RPM) نشان می‌دهد.
- توان: توان، به جریان و فشار سیال ورودی به موتور بستگی دارد، اما هر موتور بطور منحصر بفرد، قدرت و توان متفاوتی دارد.
- جابجایی سیال: جابجایی، برای رتبه بندی موتورها استفاده می‌شود. این ویژگی بر حسب اینچ مکعب در هر دور (CIR) یا سانتی متر مکعب در هر دور (CCR) اندازه گیری می شود که نشان دهنده حجم سیالی است که برای یک بار چرخش شفت لازم است.
- کاربرد خاص: برخی از پمپ ها برای کاربردهای با حجم بالا طراحی شده اند، در حالی که برخی دیگر برای کاربردهای کم حجم طراحی شده اند. به طور کلی، موتورهای بزرگتر برای کاربردهای با حجم بالا مورد نیاز هستند، در حالی که موتورهای کوچکتر برای کاربردهای با حجم کم مورد نیاز هستند.
اندازه الکتروموتور مناسب پمپ آب
در کل این سوال پیش می‌آید که، چرا می خواهید یک الکتروموتور را برای یک پمپ اندازه کنید؟
یکی از کاربردهای رایج پمپ ها گردش آب یا سیال دیگر از طریق یک سیستم است. پمپ‌ها با حرکت یک سیال از طریق یک سری لوله یا پروانه کار می‌کنند. چرخش پروانه باعث ایجاد جریان سیال می‌شود. به منظور بهینه سازی عملکرد پمپ، مطابقت اندازه الکتروموتور با نیازهای پمپ مهم است.
اندازه الکتروموتور می‌تواند تا حد زیادی بر سرعت و کارایی پمپ تاثیر بگذارد. راهنمای زیر به شما کمک می کند تا اندازه موتور صحیح پمپ خود را تعیین کنید.
برای اندازه گیری یک موتور الکتریکی برای پمپ، ابتدا اسب بخار (hp) مورد نیاز پمپ را مشخص کنید. سپس از این فرمول برای محاسبه اندازه الکتروموتور مناسب استفاده کنید: hp x 3.14 = rpm
توجه به این نکته ضروری است که همه پمپ‌ها به قدرت یکسانی نیاز ندارند. بنابراین، هنگام تعیین اندازه موتور صحیح برای پمپ، مهم است که با سازنده یا فروشنده پمپ خود مشورت کنید.
استانداردهای اندازه گیری خاصی برای موتورهای الکتریکی وجود دارد:
دانستن این اطلاعات به شما کمک می کند موتور مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنید.
اندازه موتور برای پمپ به دور در دقیقه(RPM) و دبی پمپ بستگی دارد. مهمترین فاکتوری که در اندازه گیری موتور باید در نظر گرفته شود، سر تخلیه (فاصله شفت پمپ تا سطح آب) است. یک سر تخلیه 1 متری به موتوری با سرعت حداقل 1000 دور در دقیقه و دبی حداقل 100 لیتر در دقیقه نیاز دارد. برای پمپ‌هایی با سر تخلیه بیشتر از 1 متر، سرعت و دبی را بر این اساس افزایش دهید.
انواع پمپ هیدرولیکی
انواع مختلفی از پمپ‌ها یا موتور های هیدرولیکی وجود دارد که همگی برای سازگاری با سیستم های مختلف و ارائه عملکردهای متفاوت طراحی شده‌اند. به طور کلی، هر موتور در یکی از دو دسته زیر هستند:
- سرعت بالا، گشتاور کم (HSLT)
- سرعت پایین، گشتاور زیاد (LSHT)
پمپی که انتخاب می‌کنید، باید قابلیت‌ها و ظرفیت تولید خروجی مورد نیاز برای برآورده کردن انتظارات شما از سیستم را داشته باشد. در صورتی که از نظر هزینه مشکلی ندارید، توصیه می‌شود که پمپی با امکانات بیشتر و کیفیت بالاتری از آنچه پاسخگوی سیستم شما باشد، تهیه کنید تا راندمان کار بالا رفته و همچنین با کاهش فشار از روی پمپ، عمر مفید آن را زیاد کنید.
انواع پمپ‌های هیدرولیکی عبارتند از:
پمپ دنده ای هیدرولیک
پمپ‌های دنده‌ای از نظر طراحی ساده هستند و از یک مجموعه دنده منطبق تشکیل شده‌اند که در یک محفظه محکمی هستند. چرخ دنده ها (داخلی یا خارجی) هنگام ورود مایع هیدرولیک به پمپ، گشتاور تولید می‌کنند. ابن نوع از پمپ ها معمولا به عنوان پمپ های LSHT طبقه بندی می‌شوند و طیف وسیعی از سرعت‌ها و محدوده‌های دما را با قابلیت فشار متوسط ارائه می‌دهند. پمپ های دنده‌ای کوچک، سبک وزن بوده و به طور گسترده در هیدرولیک متحرک استفاده می‌شوند.
پمپ پره ای هیدرولیک
اکثر پمپ‌های پره‌ای به عنوان موتورهای هیدرولیکی HSLT شناخته می‌شوند. آن‌ها دارای یک پره هستند که باعث می‌شود شفت خروجی با قابلیت فشار متوسط به محض ورود مایع هیدرولیک به موتور بچرخد. پمپ‌های پره‌ای که در طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و متحرک استفاده می‌شوند، راندمان عملیاتی خوبی دارند و صدای کمتری نسبت به انواع دیگر پمپ‌ها تولید می‌کنند.
پمپ پیستونی هیدرولیک
پمپ‌های پیستونی به طور کلی در دو نوع محوری و شعاعی هستند. پمپ‌های پیستونی محوری با استفاده از یک پیستون محوری، گشتاور خروجی تولید می‌کنند و معمولاً به عنوان پمپ‌های از نوع HSLT دسته بندی می‌شوند. در پمپ‌های پیستونی شعاعی، پیستون‌های متعددی عمود بر محور نصب می‌شوند و می‌توانند گشتاورهای بالایی را در سرعت های پایین ارائه دهند.
نحوه انتخاب پمپ هیدرولیک برای الکتروموتور
پس از انتخاب الکتروموتور مناسب، برای گرفتن بهترین خروجی و بازده از سیستم، توصیه می‌شود یک پمپ هیدرولیک با درجه بندی مشابه موتور انتخاب کنید. برای جلوگیری از اعمال فشار بیش از حد روی موتور، بهتر است دریچه های فشار شکن روی موتور نصب شود.
پارامترهای مهمی که باید حین انتخاب پمپ به آن‌ها توجه شود در ادامه ذکر می‌شوند:
- ویسکوزیته سیال هیدرولیک: پمپ‌ها دارای یک میزان حداکثر ویسکوزیته سینماتیکی هستند که برای به حداکثر رساندن راندمان و همچنین جلوگیری از آسیب زدن به پمپ باید به این مسئله توجه شود.
- شدت جریان یا دبی حجمی: مانند پارامتر قبل، پمپ های هیدرولیک توان مشخص و حداکثری برای عبور دادن میزان سیال از خود دارند که تحت عنوان دبی یا سرعت جریان شناخته می‌شود.
- حداکثر فشار عملکرد: این ویژگی، بیانگر حداکثر فشاری است که پمپ هیدرولیک می‌تواند تحمل کند، بدون اینکه به قطعه آسیبی برسد.
- جابجایی ثابت یا جابجایی متغیر: توجه به این پارامتر، و میزان سیالی که پمپ، توانایی کنترل کردن آن در حالت سکون و یا در حالت حرکت و جابجایی را داشته باشد نیز از نکات دیگری است که باید هنگام انتخاب پمپ هیدرولیک برای الکتروموتور، در نظر گرفته شود.
اما مهمترین مسئله این است که شما باید موتور و پمپ خود را به درستی اندازه بگیرید تا متناسب با کاربرد باشند و میزان مصرف سوخت و انرژی را کاهش دهند. برای این کار، بسیاری از فرمول‌ها و معادلات ریاضی مختلف باید در فرآیند در نظر گرفته شوند.
روش محاسبه توان الکتروموتور برای پمپ هیدرولیک
برای محاسبه توان الکتروموتور در یک سیستم هیدرولیک، در اختیار داشتن پارامترهای زیر ضروری است:
- فشار کاری سیستم هیدرولیک
- دبی مصرفی روغن
با داشتن مقادیر بالا، فرمول محاسبه توان الکتروموتور به شکل زیر خواهد بود:
مزایا و معایب انتخاب انواع الکتروموتور برای پمپ ها
هنگام انتخاب موتور برای پمپ باید به چند نکته توجه کرد. اولین مورد، توان موتور است. توان‌های بالاتر برای کارکردن به انرژی بیشتری نیاز دارند، اما آب بیشتری را نیز پمپاژ می‌کنند. دومی دور موتور است. دورهای بالاتر در دقیقه آب بیشتری را جابجا می کند، اما می‌تواند نویز بیشتری نیز داشته باشد. در نهایت، نوع موتور باید بر اساس کاربرد باشد. برای مثال، یک موتور برای شلنگ باغچه ممکن است کوچکتر و قدرت کمتری نسبت به موتور یک سیستم پمپاژ در یک کارخانه داشته باشد.
جمع بندی
همانطور که گفتیم، الکتروموتور از مهمترین اجزای یک پمپ آب و در اصل قلب یک پمپ است. این مسئول حرکت مایع، هوا یا سایر مواد در اطراف دستگاه است. قبل از خرید باید اندازه مناسب پمپ خود را پیدا کنید.
طراحی یک سیستم هیدرولیک و انتخاب پمپ هیدرولیک برای الکتروموتور کار آسانی نیست و نیازمند دانش و تخصص کافی می باشد. بنابراین اگر قصد راه اندازی یک سیستم هیدرولیک را دارید، بهتر است از یک متخصص در این زمینه کمک بگیرید.
در مجموعه شیبا صنعت انواع الکتروموتورهای سه فاز و تکفاز عرضه می شود که برای انتخاب مناسب موتور الکتریکی موردنظر خود می‌توانید با کارشناسان و متخصصان مجموعه تماس حاصل بفرمائید، و یا از طریق لینکهای زیر محصولات شیبا صنعت را مشاهده کنید.